一种为佩镜者定制的眼用镜片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种为佩镜者定制的眼用镜片及其制备方法。眼用镜片的设计方法为依据验光处方提供的瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，先建立评价模型，以斜视屈光度和斜视像散为评价结果，对佩镜者视线通过镜片实际折射能力进行评价，再依据评价结果进行相匹配的眼用镜片的非球面优化设计和补偿设计，以减小镜片斜视屈光度的偏离和斜视像散，提高不同视线方向矫正视力的准确性。按本发明专利技术技术方案加工得到的眼用镜片，由于考虑到人眼瞳孔位置和佩戴眼镜时镜片的倾斜，以及人眼不同视线方向镜片的折射能力，使佩镜者戴上该镜片制成的眼镜后，具有良好的视野和舒适感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种个性化眼用镜片的设计方法，特别涉及一种考虑了人眼瞳孔位置和镜片倾斜因素，进行镜片的设计方法及加工得到的镜片。
技术介绍
在本领域内众所周知，眼镜被用于视觉缺陷的校正。眼镜佩戴者的视觉缺陷通过眼科医生或者验光师提供的验光处方来描述，验光处方给出所需佩戴镜片的屈光度、散光度、散光方向、镜片材料折射率等参数。镜片的制作者则根据验光处方设计、制造，最后使用检镜仪测试镜片上行业所规定点小区域内的平均屈光度和散光度。事实上，人眼视物时视线随着物的位置而移动，眼镜佩戴者眼球发生转动，通过镜片的不同区域进行观看。由于镜片具有一定的厚度，前后两个折射表面的曲率不同，视线经过的小区域相当于一个小透镜，这些小透镜各各不同，折射成像的状态也属各不相同的轴外物成像。所以，人眼实际感受到的屈光度(镜片的折射能力)随着视线所通过的区域发生变化，并且在子午和弧矢两个方向上的变化不同。也就是说不单斜视时的平均屈光度(斜视光度)与正视时的屈光度(近轴光度)发生变化，而且还产生附加的像散(斜视像散)。人眼视线在镜片中经过的路径、镜片不同区域相当于小透镜的折射成像，其折射状态与镜片的表面形状、厚度、镜片的垂直和水平方向的倾斜程度以及人眼瞳孔的位置密切相关，从而使人眼实际感受到的屈光度也与这些因素密切相关。这些因素由佩镜者为矫正视觉缺陷所需的眼镜度数、佩镜者的面形，所选择的眼镜架形状决定。显然，为了获得最佳的可视性，必须要关注佩戴镜片状态下的折射能力，镜片的设计和检测要根据每个佩镜者的个人需求进行。但目前现有技术的检镜仪，包括焦度计、Rotlex公司的ClassPlus面型测量仪哈特曼检测法、朗奇光栅测试法等，都没有考虑人眼眼球的转动，也没有将镜片和人眼瞳孔结合进行检测。在镜片的设计方面，中国专利技术专利(CN103123420B)公开了一种采用将镜片—眼瞳作为一个光学系统的方法，以得到镜片的球光度分布和散光度分布，该方法针对于双面自由曲面，计算出视线经过的镜片前后表面上的位置和对应的曲率。中国专利技术专利CN102422201公布了一种即使被嵌入具有大前视角的镜架也能够得到良好的视野的眼镜镜片的形状数据生成方法，该专利技术主要着眼于降低镜片棱镜作用的左右不均衡。上述两个专利均尚未指出人眼斜视时各小区域作为小透镜的轴外成像特征及与其相适应的设计方法。中国专利技术专利CN102419482B公布了一种以光学设计软件ZEMAX作为平台设计的双面非球面近视眼镜片，考虑了镜片的斜视像散作为优化条件之一，但没有涉及到佩镜者戴上眼镜后镜片的倾斜状况。公开号为CN1511270的中国专利技术专利公布了一种考虑了眼球运动的眼镜片设计方法，同样没有涉及到镜片的倾斜。
技术实现思路
本专利技术针对现有个性化眼用镜片设计中仅顾及佩镜者的视力缺陷，未涉及佩镜者的面形和所选取的镜架特点所存在的缺陷，提供一种使佩镜者在斜视状态下避免了出现大的屈光度误差和像散的现象，具有良好的视野和舒适感的眼用镜片及其制备方法。实现本专利技术目的的技术方案是提供一种为佩镜者定制的眼用镜片的制备方法，包括如下步骤：(1)对定制眼用镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：定配眼镜要求的表征镜片折射能力的屈光度值D0，待加工镜片材料的折射率，眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角；所述倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，及瞳孔位置；所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离；(2)依据验光处方提供的瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述评价模型的建立方法为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片前后表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述的斜视屈光度Dr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散Cr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值；(3)依据验光处方提供的屈光度D0和待加工镜片材料的折射率，选定待加工镜片前表面、后表面的球面曲率和镜片中心厚度，以前后表面都为球面设计得到初始镜片的矢高数据；以所述的初始镜片的矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤(2)所述的评价模型进行评价，得到初始镜片的评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；以在人眼视角35度视线处|(Dr-D0)/D0|不大于0.125和Cr不大于0.125|D0|为目标值，对所述的初始镜片进行非球面优化设计，得到非球面镜片的矢高数据；(4)以步骤(3)得到的非球面镜片的矢高数据为待评价镜片矢高数据，依据处方提供的镜片倾斜角值，采用步骤(2)所述的评价模型进行评价，依照评价结果，以中心视线处的屈光度与处方一致，且在人眼视角30度视线范围内，斜视屈光度偏离百分比|(Dr-D0)/D0|不大于0.125，斜视像散Cr不大于0.125|D0|为目标值，对所述的非球面镜片的矢高数据进行补偿设计，得到非对称的镜片矢高数据；(5)依据得到的非对称曲面镜片的矢高数据加工镜片，得到一种为佩镜者定制的眼用镜片。本专利技术技术方案中，步骤(3)设计得到的非球面镜片，为后表面或前表面的单面非球面镜片，也可以是前后表面的双面非球面镜片。本专利技术提供的非对称的镜片矢高数据，以步骤(3)得到的非球面镜片的矢高数据为基础，再加上矢高补偿值；所述的矢高补偿值为采用不对称补偿和中心视线处的屈光度补偿方法得到的矢高补偿值。具体来说，不对称补偿方法得到的矢高补偿值可按如下公式计算得到：Zc(x,y)＝bx(x±xd)3+by(y+yd)3，其中，bx、by分别为横向和纵向三次项系数；xd为横向移动毫米数，根据左、右镜的不同分别取正、负号向颞侧移动；yd为纵向移动毫米数。所述的中心视线处的屈光度补偿方法为调整镜片前表面或后表面的中心曲率，使中心视线处的屈光度与处方一致所得到的矢高补偿值。本专利技术技术方案还包括按上述制备方法得到的一种为佩镜者定制的眼用镜片。与现有技术相比，按本专利技术技术方案设计镜片时，提供的验光处方除包括屈光度值、材料折射率等常规验光参数外，还要求给出佩镜者戴上选定的眼镜架所制的眼镜后镜片的垂直和水平倾斜角，及佩镜者平视时视线与镜片之交点到瞳孔的距离，因此，在设计镜片中不仅顾及了佩镜者的视力缺陷，同时还顾及到了佩镜者的面形和所选取的镜架特点，采用非球面设计加补偿设计的方法得到一种非对称曲面结构的镜片；将本专利技术提供的镜片安装在眼镜架上制成眼镜后，能使佩镜者在斜视状态下有效减小斜视屈光度的偏离和斜视像散，提高不同视线方向矫正视力的准确性，具有良好的视野和舒适感。附图说明图1为光线经过镜片进入到人眼瞳孔的侧面示意图；图2为佩镜者戴上眼镜后显示镜片水平倾斜的示意图；图3为通过本专利技术提供的评价模型对镜片在无倾斜情况下进行折射能力评价的一个例子，显示子午与弧矢两个方向的屈光度随人眼视角变化曲线图；图4为通过本专利技术提供的评价模型对镜片在垂直倾斜情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为佩镜者定制的眼用镜片的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对定制眼用镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：定配眼镜要求的表征镜片折射能力的屈光度值D0，待加工镜片材料的折射率，眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角，倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，及瞳孔位置，所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离；(2)依据验光处方提供的瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述的评价模型为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片前后表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述的斜视屈光度Dr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散Cr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值；(3)依据验光处方提供的屈光度D0和待加工镜片材料的折射率，选定待加工镜片前表面、后表面的球面曲率和镜片中心厚度，以前后表面都为球面设计得到初始镜片矢高数据；以所述的初始镜片矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤(2)所述的评价模型进行评价，得到初始镜片的评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；以在人眼视角35度视线处|(Dr‑D0)/D0|不大于0.125和Cr不大于0.125|D0|为目标值，对所述的初始镜片进行非球面优化设计，得到非球面镜片的矢高数据；(4)以步骤(3)得到的非球面镜片的矢高数据为待评价镜片矢高数据，依据处方提供的镜片倾斜角值，采用步骤(2)所述的评价模型进行评价，依照评价结果，以中心视线处的屈光度与处方一致，且在人眼视角30度视线范围内，斜视屈光度偏离百分比|(Dr‑D0)/D0|不大于0.125，斜视像散Cr不大于0.125|D0|为目标值，对所述的非球面镜片的矢高数据进行补偿设计，得到非对称的镜片矢高数据；(5)依据得到的非对称曲面镜片的矢高数据加工镜片，得到一种为佩镜者定制的眼用镜片。...

【技术特征摘要】
1.一种为佩镜者定制的眼用镜片的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对定制眼用镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：定配眼镜要求的表征镜片折射能力的屈光度值D0，待加工镜片材料的折射率，眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角，倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，及瞳孔位置，所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离；(2)依据验光处方提供的瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述的评价模型为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片前后表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；所述的斜视屈光度Dr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散Cr为由所述子午和弧矢像点的位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值；(3)依据验光处方提供的屈光度D0和待加工镜片材料的折射率，选定待加工镜片前表面、后表面的球面曲率和镜片中心厚度，以前后表面都为球面设计得到初始镜片矢高数据；以所述的初始镜片矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤(2)所述的评价模型进行评价，得到初始镜片的评价结果斜视屈光度Dr和斜视像散Cr；以在人眼视角35度视线处|(Dr-D0)/D0|不大于0.125和Cr不大于0.125|D0|为目标值，对所述的初始镜片进行非球面优化设计，得到非球面镜片的矢高数据；(4)以步骤(3)得到的非球面镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓翌，余浩墨，
申请(专利权)人：苏州苏大明世光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32